ΚΙΝΗΣΗ

Ο εγκέφαλος και τα νευρωνικά του δίκτυα, ένα πολυδιάστατο σύμπαν που ακόμη χαρτογραφείται

Ο εγκέφαλος και τα νευρωνικά του δίκτυα, ένα πολυδιάστατο σύμπαν που ακόμη χαρτογραφείται Facebook Twitter
Με σκοπό την τεκμηρίωση της εγκυρότητας/αξιοπιστίας αυτής της θεώρησης αλγεβρικών τοπολογιών πολλαπλών διαστάσεων, οι ερευνητές προέβησαν σε εργαστηριακά πειράματα πραγματικού εγκεφαλικού ιστού, εξαχθέντος από ποντίκια-μοντέλα.
0

Συχνά σχολιάζεται ότι ο εγκέφαλος είναι η πιο περίπλοκη/μυστήρια δομή του γνωστού σύμπαντος, και, πράγματι, αυτός ο αφορισμός δε θα ήταν υπερβολή.

Παρά την εξαιρετική πρόοδο που σημειώνει η έρευνα στις Νευρεπιστήμες, υπάρχουν ακόμη καλά κρυπτόμενοι μηχανισμοί που διαφεύγουν την κατανόηση μας, ιδίως, όταν επιχειρούμε μία υψηλότερου επιπέδου κατανόηση της ανθρώπινης αντίληψης.

Τα μαθηματικά ήταν πάντοτε ο καλύτερος σύμμαχος στην ανάπτυξη επιστημονικών θεωριών/υποθέσεων, όπως και στον μετέπειτα ελέγχο τους, οπότε δε συνιστά καμία έκπληξη όταν το κυνήγι του "κρυμμένου θησαυρού" μας φέρνει προ περίπλοκων μαθηματικών εξισώσεων και μοντέλων.

Αυτή τη φορά, επιστήμονες του ερευνητικού Ινστιτούτου Εγκέφαλος-Νους, της Ομοσπονδιακής Πολυτεχνικής Σχολής της Λωζάννης, στη Γενεύη, της Ελβετίας, καταθέτουν μία νέα προσέγγιση στα πρακτικά της υπάρχουσας βιβλιογραφίας, διατυπώνοντας την υπόθεση -και τεκμηριώνοντας την- ότι ο εγκέφαλος επιστρατεύει πολυ-διάστατες νευρικές δομές, με σκοπό την επίτευξη της ορθής επεξεργασίας/ολοκλήρωσης της πληροφορίας.

Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι αυτές οι δομές, στην πραγματικότητα, δεν υφίστανται σε περισσότερες από τρεις διαστάσεις του χώρου, όπως τον αντιλαμβανόμαστε στην καθημερινότητα μας. Είναι απλώς μαθηματικές έννοιες που επιτρέπουν μια νέα, ικανή και διορατική κατανόηση των σύνθετων δομών οργάνωσης που ενυπάρχουν στον εγκέφαλο.

Συγκεκριμένα, οι ερευνητές κατέγραψαν ταυτόχρονα την ηλεκτροφυσιολογική δραστηριότητα πολλών νευρικών κυττάρων, και προχώρησαν σε μοντελοποίηση των δεδομένων με την αρωγή πανίσχυρων υπολογιστικών συστημάτων. Με αυτή τη μέθοδο κατάφεραν να διαπιστώσουν την ύπαρξη μοτίβων νευρωνικής συνδεσιμότητας, που μπορούν να περιγραφούν μόνο από αλγεβρικές τοπολογίες πολλαπλών διαστάσεων.

Με απλούστερα λόγια, ένα νευρικό κύτταρο, αναλόγως των δεδομένων αναγκών επεξεργασίας της πληροφορίας, μπορεί να συμμετάσχει σε περισσότερα από ένα δίκτυα, τα οποία συνιστούν διαφορετικά υποσύνολα οργάνωσης/συνδεσμολογίας ενός ορισμένου αριθμού συγκεκριμένων κυττάρων. Όσο αυξάνεται αυτός ο αριθμός, αυξάνονται και οι διαστάσεις που δύνανται να ερμηνεύσουν την υποκείμενη ηλεκτροφυσιολογική αναμετάδοση/επεξεργασία του σήματος/πληροφορίας.

Ο εγκέφαλος και τα νευρωνικά του δίκτυα, ένα πολυδιάστατο σύμπαν που ακόμη χαρτογραφείται Facebook Twitter

Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι αυτές οι δομές, στην πραγματικότητα, δεν υφίστανται σε περισσότερες από τρεις διαστάσεις του χώρου, όπως τον αντιλαμβανόμαστε στην καθημερινότητα μας. Είναι απλώς μαθηματικές έννοιες που επιτρέπουν μια νέα, ικανή και διορατική κατανόηση των σύνθετων δομών οργάνωσης που ενυπάρχουν στον εγκέφαλο.

Δίχως αυτή την προσέγγιση, η ηλεκτροφυσιολογική δραστηριότητα που παρατηρείται στον εγκέφαλο μοιάζει εντελώς τυχαία. Και προφανώς, ένα τυχαίο μοτίβο επεξεργασίας της πληροφορίας ποτέ δε θα ανέδυε τις αξιοθαύμαστες αντιληπτικές ικανότητες της πιο περίπλοκης γνωστής μηχανής του σύμπαντος.

Με σκοπό την τεκμηρίωση της εγκυρότητας/αξιοπιστίας αυτής της θεώρησης αλγεβρικών τοπολογιών πολλαπλών διαστάσεων, οι ερευνητές προέβησαν σε εργαστηριακά πειράματα πραγματικού εγκεφαλικού ιστού, εξαχθέντος από ποντίκια-μοντέλα (τι τραβάνε τα καημένα). Τα αποτελέσματα, πράγματι, επιβεβαίωσαν την εγκυρότητα της (εκφαινόμενη ως προβλεπτική αξία μοντέλου) και δημοσίευσαν τη δουλειά τους στην επιστημονική επιθεώρηση Frontiers in Computational Neuroscience.

Πλέον, η ερευνητική ομάδα από την Ομοσπονδιακή Πολυτεχνική Σχολή της Λωζάνης αισιοδοξεί ότι η εφαρμογή του νέου μοντέλου/πλαισίου ερμηνείας θα συνεισφέρει στην λεπτομερέστερη και πιο διορατική κατανόηση των μηχανισμών της μνήμης, της μάθησης και γενικότερα της νόησης, τους οποίους η νευροεπιστημονική κοινότητα δεν έχει ακόμη αποκρυπτογραφήσει πλήρως.

Follow me on Facebook

Τech & Science
0

ΚΙΝΗΣΗ

ΣΧΕΤΙΚΑ ΑΡΘΡΑ

ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ

«Space Race»: Πώς η Ινδία φτάνει στον Άρη για λιγότερο από όσο κόστισε το «Gravity» 

Τech & Science / «Space Race»: Πώς η Ινδία στέλνει διαστημόπλοια στη Σελήνη και στον Άρη με πολύ λιγότερα χρήματα από τις ΗΠΑ

Η Ινδία κατασκευάζει εγχώρια όλα όσα χρειάζεται το διαστημικό της πρόγραμμα, καταφέρνοντας έτσι να ανταγωνίζεται τις ΗΠΑ και τη Ρωσία στην «κούρσα» της διαστημικής εξερεύνησης δαπανώντας πολύ λιγότερα χρήματα
LIFO NEWSROOM
Πάγος: To «life-hack» που δεν ξέρατε ότι χρειάζεστε για την καταπολέμηση του άγχους

Τech & Science / Νιώθετε άγχος; Πώς μπορείτε να επιβραδύνετε τους γρήγορους καρδιακούς παλμούς χρησιμοποιώντας μόνο μια σακούλα πάγου

Καθηγήτρια του Harvard αποκαλύπτει τον απλό τρόπο με τον οποίο μπορείτε να σταματήσετε το άγχος και την ταχυκαρδία «όπως και τα δελφίνια»
LIFO NEWSROOM
New York Times: Η SpaceX μπαίνει «φουριόζα» στο παιχνίδι της διεθνούς κατασκοπείας παρά τις ανησυχίες του Πενταγώνου για τον Έλον Μασκ

Διεθνή / New York Times: Η SpaceX μπαίνει «φουριόζα» στο παιχνίδι της διεθνούς κατασκοπείας παρά τις ανησυχίες του Πενταγώνου για τον Έλον Μασκ

Αξιωματούχοι του Πενταγώνου ανησυχούν για τους πιθανούς δεσμούς του Μασκ με τον Βλάντιμιρ Πούτιν, όπως και για τον κίνδυνο δημιουργίας μονοπωλίου της SpaceX, αλλά δεν μπορούν να αντισταθούν στις αξιόπιστες υπηρεσίες της
LIFO NEWSROOM
«Το αλκοόλ ρέει άφθονο στη φύση, δεν καταναλώνεται μόνο από τους ανθρώπους» λέει επιστημονική έρευνα

Τech & Science / Οι σφήκες μπορούν να καταναλώνουν όσο αλκοόλ θέλουν χωρίς συνέπειες: Έρευνα δείχνει ότι και τα ζώα πίνουν

«Το αλκοόλ δεν καταναλώνεται μόνο από τους ανθρώπους» εξηγεί επιστημονική έρευνα - Τι συμβαίνει με τις φρουτόμυγες - Πώς το αλκοόλ στα φρούτα επηρεάζει την ερωτική διάθεση των εντόμων
LIFO NEWSROOM
Έρευνα: Το Σύμπαν θα είχε «πεθάνει» πριν ένας πίθηκος με πληκτρολόγιο γράψει έργα του Σαίξπηρ

Τech & Science / Έρευνα: Το Σύμπαν θα είχε «πεθάνει» πριν ένας πίθηκος με πληκτρολόγιο γράψει έργα του Σαίξπηρ

Η μελέτη τους δοκίμασε το «θεώρημα του άπειρου πιθήκου», ένα θεωρητικό πείραμα που υποδεικνύει ότι ένας άπειρος χρόνος θα μπορούσε να καταστήσει πιθανό το απίθανο, τοποθετώντας ωστόσο ρεαλιστικά όρια στους πιθήκους που πληκτρολογούν
LIFO NEWSROOM
Κίνδυνοι από τον υδράργυρο στην εγκυμοσύνη- Τι πρέπει να γνωρίζετε

Τech & Science / Κίνδυνοι από τον υδράργυρο στην εγκυμοσύνη - Γιατί οι γυναικολόγοι λένε όχι σε διατροφή με τόνο στην κύηση

Ο υδράργυρος εισέρχεται στην τροφική αλυσίδα κυρίως μέσω της ρύπανσης των θαλασσών και των ποταμών και απορροφάται από τους οργανισμούς μέσω των φυκιών και του πλαγκτού
LIFO NEWSROOM